KUALITAS PAPAN PARTIKEL PADA BERBAGAI KADAR PEREKAT LIKUIDA TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT ADI JATMIKO

Transkripsi

1 KUALITAS PAPAN PARTIKEL PADA BERBAGAI KADAR PEREKAT LIKUIDA TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT ADI JATMIKO DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2006

2 ABSTRAK ADI JATMIKO. Kualitas Papan Partikel pada Berbagai Kadar Perekat Likuida Tandan Kosong Kelapa Sawit. Dibimbing oleh SURDIDING RUHENDI. Penelitian tentang pemanfaatan limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) untuk dijadikan berbagai produk bernilai tinggi telah dilakukan. Salah satu upaya pemanfaatan TKKS untuk menghasilkan produk bernilai tinggi adalah menjadikannya sebagai bahan baku dalam pembuatan papan partikel. Proses pembuatan papan partikel TKKS telah dilakukan sebelumnya dengan menggunakan perekat likuida kayu (LK) TKKS dan partikel TKKS (40-60 mesh) serta tanpa perlakuan pendahuluan terhadap partikel dimana kualitas papan partikel belum memenuhi persyaratan JIS A Perekat LK yang digunakan sebelumnya masih memiliki kelemahan antara lain rendahnya rendemen serbuk, pemborosan bahan kimia, dan tingginya potensi emisi formaldehida. Permasalahan perekat tersebut telah diatasi oleh Masri (2005), namun belum diaplikasikan pada papan partikel. Untuk itu, dilakukan penelitian ini dengan tujuan untuk mengetahui kualitas fisis dan mekanis papan partikel dengan perekat LK TKKS metode Masri (2005) pada berbagai kadar perekat dibandingkan dengan standar JIS A dan mengetahui pengaruh kadar perekat tersebut terhadap sifat papan partikel yang dihasilkan. Papan partikel TKKS dibuat dari serbuk ukuran mesh yang telah direndam air dingin 12 jam dan perekat LK TKKS yang memiliki kadar perekat 15%, 18%, dan 22% dari berat kering oven partikel. Papan partikel berukuran 30cmx30cmx1cm dengan kerapatan sasaran 0,60 g/cm 3, pengempaan panas dilakukan pada tekanan 20 kgf/cm 2 dengan suhu 160ºC selama 10 menit. Kemudian dilakukan pengujian sifat fisis, sifat mekanis dan emisi formaldehida dengan mengacu standar JIS A Hasil penelitian menunjukkan bahwa papan partikel yang dihasilkan memiliki nilai rataan sebagai berikut : kerapatan 0,69 g/cm 3, kadar air 9,45%, pengembangan tebal 27,11%, daya serap air 83,54%, MOR 31,63 kg/cm 2, MOE 3778,19 kg/cm 2, IB 0,67 kg/cm 2 dan kuat pegang sekrup 10,43 kg. Secara umum kualitas papan partikel TKKS belum memenuhi standar JIS A Hasil pengukuran emisi formaldehida papan partikel dengan kadar perekat 15%, 18%, dan 22% menggunakan metode WKI modifikasi yang masing-masing secara berurutan adalah 0,005 ppm, 0,044 ppm, dan 0,108 ppm. Nilai rata-rata secara keseluruhan adalah 0,052 ppm. Nilai ini telah memenuhi standar JIS A yang mensyaratkan emisi formaldehida pada kelas terendah/terbaik yaitu maksimal 0,4 ppm. Kadar perekat (glue spread) berpengaruh terhadap keteguhan rekat internal (IB) dan kuat pegang sekrup serta tidak berpengaruh terhadap kerapatan, kadar air, pengembangan tebal, daya serap air, MOR, dan MOE papan partikel TKKS.

3 Judul skripsi : Kualitas Papan Partikel pada Berbagai Kadar Perekat Likuida Tandan Kosong Kelapa Sawit Nama : Adi Jatmiko NRP : E Departemen : Hasil Hutan Disetujui, Prof. Dr. Ir. Surdiding Ruhendi, M.Sc. Pembimbing Skripsi Diketahui, Prof. Dr. Ir. Cecep Kusmana, M.S. Dekan Fakultas Kehutanan Tanggal Lulus:

4 KUALITAS PAPAN PARTIKEL PADA BERBAGAI KADAR PEREKAT LIKUIDA TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT ADI JATMIKO Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kehutanan pada Departemen Hasil Hutan DEPARTEMEN HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2006

5 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pati, Jawa Tengah pada tanggal 18 Maret 1983 dari Bapak Kasmari dan Ibu Subiah. Penulis merupakan anak kelima dari enam bersaudara. Tahun 2001 penulis lulus dari SMUN 3 Pati dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada Program Studi Teknologi Hasil Hutan, Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan. Penulis telah mengikuti praktek lapang antara lain: Praktek Pengenalan dan Pengelolaan Hutan (P3H) pada bulan Juni-Agustus 2004 di Cagar Alam Leuweung Sancang, Taman Wisata Alam Kamojang dan Kesatuan Pemangkuan Hutan (KPH) Indramayu Perum Perhutani Unit III Jawa Barat. Pada bulan Februari-April 2005, penulis melakukan Kuliah Kerja Lapang di PT. Tigaha Sono Timber Industry, Semarang, Jawa Tengah. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam kepengurusan Himpunan Mahasiswa Teknologi Hasil Hutan (HIMASILTAN) pada periode Selain itu, penulis aktif dalam Ikatan Keluarga Mahasiswa Pati (IKMP) pada tahun

6 PRAKATA Puji syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan karunia, hidayah, dan petunjuk-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Kualitas Papan Partikel pada Berbagai Kadar Perekat Likuida Tandan Kosong Kelapa Sawit. Penulisan skripsi ini diawali dengan penelitian yang dilaksanakan selama 5 bulan yaitu pada bulan Mei-September 2005 di Laboratorium Bio-komposit, Laboratorium Kimia Hasil Hutan, Laboratorium Kayu Solid, Laboratorium Keteknikan Kayu Fakultas Kehutanan dan Pusat Studi Pemuliaan Tanaman Departemen Agronomi Fakultas Pertanian serta Pusat Antar Universitas (PAU) Institut Pertanian Bogor. Terima kasih penulis ucapkan kepada kepada Bapak Prof. Dr. Surdiding Ruhendi, M.Sc. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan pengarahan dan nasehat dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Disamping itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Ir. Soedari Hardjopajitno, M.Sc. selaku dosen penguji dari Departemen Manajemen Hutan dan Bapak Ir. Edhi Sandra M.Si. selaku dosen penguji dari Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata. Terima kasih tak terhingga penulis sampaikan kepada kedua orang tua, kakak dan adik serta paman tersayang yang selalu memberikan kehangatan kasih, motivasi dan segala doa yang tak pernah berhenti. Diajeng Woro, terima kasih atas perhatian dan cintanya. Ucapan terima kasih juga diberikan kepada warga Baristar, rekan-rekan THH 38 (Mulyani, Dhika, Joe, Hendrik, Herdi, Reza, Kardjo, Ike, Budi) dan tim ekspedisi kelapa sawit (Dian, Ade, Marlin, Agung, Bagus) serta semua pihak yang membantu dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu demi satu. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna sehingga kritik dan saran membangun sangat penulis harapkan. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Januari 2006 Penulis

7 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL...iv DAFTAR GAMBAR...v DAFTAR LAMPIRAN...vi PENDAHULUAN Latar Belakang...1 Tujuan...2 Manfaat...2 Hipotesis...3 TINJAUAN PUSTAKA Perekat Likuida...4 Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)...5 Papan partikel...7 Deskripsi Umum Papan Partikel...7 Sifat-sifat Papan Partikel...8 Papan Partikel TKKS...11 Emisi Formaldehida...12 METODE PENELITIAN Bahan dan Alat...14 Rancangan Percobaan dan Rencana Analisis Data...14 Prosedur Penelitian...15 Persiapan Perekat Likuida...15 Persiapan Partikel...16 Pembuatan Papan Partikel...16 Pengujian Papan Partikel...17 HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Partikel Tandan Kosong Kelapa Sawit...24 Kerapatan...24 Kadar Air...25 Pengembangan Tebal...27 Daya Serap Air...29 Sifat Mekanis Papan Partikel Tandan Kosong Kelapa Sawit...31 Keteguhan Patah (Modulus of Rupture/MOR)...31 Keteguhan Elastisitas (Modulus of Elasticity/MOE)...33 Keteguhan Rekat Internal (Internal Bond/IB)...34 Kuat Pegang Sekrup...37 Emisi Formaldehida Papan Partikel Tandan Kosong Kelapa Sawit...39 KESIMPULAN DAN SARAN...40 DAFTAR PUSTAKA...41 LAMPIRAN...43

8 DAFTAR TABEL Halaman 1 Komposisi kimiawi tandan kosong kelapa sawit (% berat kering) Ketersediaan limbah padat tandan kosong kelapa sawit Sifat fisis dan mekanis papan partikel menurut standar JIS A Standar mutu emisi formaldehida menurut JIS A Analisis sidik ragam kerapatan papan partikel Analisis sidik ragam kadar air papan partikel Analisis sidik ragam pengembangan tebal papan partikel Analisis sidik ragam daya serap air papan partikel Analisis sidik ragam MOR papan partikel Analisis sidik ragam MOE papan partikel Analisis sidik ragam IB papan partikel Uji lanjut Tukey keteguhan rekat internal Analisis sidik ragam kuat pegang sekrup papan partikel Uji lanjut Tukey kuat pegang sekrup Analisis sidik ragam emisi formaldehida papan partikel...40

9 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Pola pemotongan contoh uji Pengujian MOE dan MOR Pengujian keteguhan rekat internal (Internal Bond) Pengujian kuat pegang sekrup Histogram hubungan kerapatan (g/cm 3 ) dengan kadar perekat (%) Histogram hubungan kadar air (%) dengan kadar perekat (%) Histogram hubungan pengembangan tebal (%) dengan kadar perekat (%) Histogram hubungan daya serap air (%) dengan kadar perekat (%) Histogram hubungan MOR (kg/cm 2 ) dengan kadar perekat (%) Histogram hubungan MOE (kg/cm 2 ) dengan kadar perekat (%) Histogram hubungan keteguhan rekat internal (kg/cm 2 ) dengan kadar perekat (%) Histogram hubungan kuat pegang sekrup (kg) dengan kadar perekat (%) Histogram hubungan emisi formaldehida (ppm) dengan kadar perekat (%)...39

10 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Rekapitulasi analisis sidik ragam sifat-sifat papan partikel TKKS Perbandingan sifat papan partikel TKKS dengan JIS A Perbandingan sifat papan partikel TKKS (nilai rata-rata seluruh hasil) dengan papan partikel TKKS hasil penelitian Setiawan (2004) pada rasio F/P 2, Rekapitulasi sifat fisis dan mekanis papan partikel TKKS Rekapitulasi keteguhan rekat internal (IB) papan partikel TKKS Rekapitulasi kerapatan (K) dan kadar air (KA) papan partikel TKKS Rekapitulasi pengembangan tebal (PT) dan daya serap air (DSA) papan partikel TKKS Rekapitulasi keteguhan patah (MOR) dan keteguhan elastisitas (MOE) papan partikel TKKS Diagram input dan output dari pengolahan minyak kelapa sawit...50

11 PENDAHULUAN Latar Belakang Penelitian tentang pemanfaatan limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) untuk dijadikan berbagai produk bernilai tinggi telah dilakukan. Di dalam skala industri, pemakaian TKKS sebagai bahan baku papan partikel masih jarang digunakan, karena pembuatan papan partikel TKKS ini masih dalam taraf percobaan skala laboratorium dan terbatasnya peralatan di industri untuk pengolahan TKKS menjadi partikel-partikel yang dibutuhkan untuk pembuatan papan partikel. Salah satu upaya pemanfaatan TKKS untuk menghasilkan produk bernilai tinggi adalah menjadikannya sebagai bahan baku dalam pembuatan papan partikel. Pembuatan papan partikel menggunakan bahan baku TKKS dihadapkan pada masalah tingginya kadar zat ekstraktif. Zat ini dapat mengurangi keteguhan rekat karena dapat menghalangi perekat untuk bereaksi dengan komponen dalam dinding sel dari kayu seperti selulosa. Semakin tinggi zat ekstraktif dalam suatu kayu, semakin banyak pula pengaruhnya terhadap keteguhan rekat (Sutigno 1994). Disamping itu, kekuatan papan (sifat mekanik) yang dihasilkan dan kesesuainnya dengan standar yang berlaku menjadi persoalan utama yang perlu diperhatikan. Dalam proses pembuatan papan partikel tidak terlepas dari komponen penting perekat. Papan partikel biasanya menggunakan perekat sintetis seperti perekat phenol formaldehida, urea formaldehida dan melamin formaldehida. Perekat sintetis ini memiliki kelebihan antara lain tahan terhadap panas, dingin, kelembaban dan temperatur tinggi serta tahan terhadap serangan bakteri, rayap dan mikroorganisme. Penggunaan perekat sintetis yang terus meningkat seiring perkembangan industri membuat kelangkaan, sehingga dibutuhkan alternatif perekat lain seperti perekat likuida. Pada penelitian terdahulu telah dibuat papan partikel dari limbah TKKS dengan menggunakan perekat likuida (LK) dan partikel TKKS dengan geometri (20-60 mesh), akan tetapi kualitas papan partikel yang dihasilkan belum memenuhi standar JIS A khususnya mengenai sifat mekanisnya.

12 Perekat likuida TKKS yang digunakan pada pembuatan papan partikel Setiawan (2004) masih terdapat beberapa kelemahan antara lain rendemen serbuk yang rendah (40 mesh), pemborosan bahan kimia NaOH untuk mencapai ph 11, dan menggunakan formaldehida (F) dan phenol (P) dengan molar rasio F/P berkisar 0,8 sampai 2,1 yang berpotensi untuk menghasilkan emisi formaldehida yang relatif besar. Kelemahan-kelemahan tersebut dapat ditanggulangi oleh Masri (2005) dengan melakukan penelitian perekat likuida TKKS akan tetapi perekat tersebut tidak diaplikasikan pada pembuatan papan partikel. Untuk itu perlu dilakukan aplikasi perekat likuida TKKS pada papan partikel dengan mempertimbangkan berbagai faktor yang mempengaruhi seperti jumlah kadar perekat yang dicampurkan dengan partikel dan memberi perlakuan pendahuluan serta memperbesar ukuran geometri partikel, sehingga papan partikel TKKS yang dihasilkan memiliki kualitas fisis dan mekanis yang memenuhi standar JIS A Tujuan 1. Mengetahui kualitas fisis dan mekanis papan partikel pada berbagai kadar perekat likuida TKKS dibandingkan dengan standar JIS A Mengetahui pengaruh kadar perekat terhadap sifat papan partikel. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan mampu memberikan informasi mengenai sifat dan kualitas papan partikel tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dengan menggunakan perekat likuida TKKS serta memberikan informasi mengenai pengaruh kadar perekat terhadap kualitas papan partikel untuk menghasilkan papan partikel yang berkualitas dan sesuai dengan standar JIS A

13 Hipotesis Banyaknya perekat (glue spread) yang digunakan dalam pembuatan papan partikel akan mempengaruhi kualitas papan partikel. Semakin banyak perekat yang digunakan hingga batas tertentu maka kualitas papan partikel akan semakin baik.

14 TINJAUAN PUSTAKA Perekat Likuida Perekat likuida merupakan hasil reaksi antara lignin yang ada dalam serbuk kayu dan senyawa aromatik alkohol pada suhu tinggi, sehingga didapatkan suatu larutan yang dapat digunakan sebagai perekat (Ruhendi et al. 2000). Proses pembuatan perekat likuida menurut Shiraishi (1993), diacu dalam Widiana (1998) adalah mereaksikan serbuk kayu ukuran 40 mesh dan phenol beserta katalis asam sufat (H 2 SO 4 ) 98% dengan persentase 1,25-10%. Reaksi berlangsung selama 30 menit pada suhu 150 C sampai larutan menjadi homogen. Larutan phenol dan serbuk yang telah dilikuifikasi dicampur dengan NaOH 40% sampai mencapai ph 11, selanjutnya formalin ditambahkan dengan perbandingan molar formaldehida (F) : phenol (P) berkisar 1,8-3,0 : 1. Namun rasio molar F/P yang sering digunakan adalah 1,8 : 1 sampai 2,1 : 1. Perekat likuida TKKS yang dihasilkan Masri (2005) memiliki karakteristik antara lain : warna hitam kecokelatan dan cokelat tua kemerah-merahan; ph 8; viskositas 30,93 poise; berat jenis 1,2; kadar padatan 71,88%; waktu gelatinasi 5 jam 27,6 menit; dan formaldehida bebas sebesar 0,1818%. Perekat ini sebagian besar telah memenuhi persyaratan SNI Perekat LK TKKS yang menghasilkan perekat yang berkualitas baik menggunakan serbuk berukuran mesh dengan rendemen berkisar 60%, ph 8 dan rasio molar F/P 0,5. Sedangkan pada penelitian terdahulu perekat LK TKKS dibuat menggunakan serbuk berukuran 40 mesh dengan rendemen berkisar 15%, ph 11 dan rasio molar F/P yaitu 0,8 dan 2,1. Perekat likuida TKKS yang dihasilkan pada penelitian Masri (2005) mampu meminimalisir kekurangan-kekurangan pada penelitian terdahulu oleh Setiawan (2004) seperti rendemen serbuk yang rendah, pemakaian bahan kimia NaOH dan formalin yang terlalu boros, rasio molar F/P yang tinggi sehingga potensi emisi formaldehida yang dihasilkan cukup besar. Menurut Maloney (1993) kebutuhan perekat urea formaldehida untuk pembuatan papan partikel berkisar 6-10% dan menurut Ruhendi (1989) kadar perekat yang biasa digunakan sekitar 10-14%.

15 Penelitian Saputra (2004) yang membuat papan partikel TKKS dengan perekat urea formaldehida dan partikel yang telah direndam air panas pada suhu 70±3º C selama 2 jam menyatakan bahwa kadar perekat yang efektif untuk perekatan papan partikel TKKS adalah 10%. Tandan Kosong Kelapa Sawit Tandan kosong kelapa sawit berasal dari tanaman kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq). Tanaman ini termasuk dalam kingdom Plantae, divisi Spermatophyta, sub divisi Angiospermae, famili Arecaceae, ordo Cocoideae, dan kelas Monocotyledonae (Tomlinson 1991). TKKS merupakan salah satu jenis limbah pengolahan kelapa sawit yang biasanya didaur ulang untuk menghasilkan energi dalam pengolahan dan pembuatan pupuk. Sebagai limbah yang mengandung bahan berlignoselulosa sangat tinggi, TKKS sampai sekarang belum didayagunakan secara optimal. Selama ini TKKS dibakar dan abunya dimanfaatkan sebagai pupuk. Selain itu nilai ekonominya yang relatif rendah, aktivitas di atas juga menimbulkan pencemaran udara (Sa id 1994). Tandan kosong kelapa sawit, seperti pada kayu ataupun tanaman lainnya mengandung unsur kimiawi lemak (42,800% C; 2,285% K; 0,350% N; 0,175% Mg; 0,149% Ca; dan 0,028% P), protein, selulosa, lignin dan hemiselulosa. Kandungan kimiawi TKKS dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1 Komposisi kimiawi tandan kosong kelapa sawit (% berat kering) Komponen Pratiwi et al. (1998) Azemi et al. (1994) Kadar abu Selulosa Lignin Hemiselulosa Sumber : Sa id (1994) Luas tanaman perkebunan kelapa sawit di Indonesia semakin meningkat pada beberapa tahun terakhir. Ini terbukti dari data Badan Pusat Statistik (2003) yang menunjukkan bahwa luas tanaman perkebunan besar kelapa sawit meningkat sebesar 3,10 persen yaitu dari 2.786,1 ribu ha pada tahun 2002 menjadi 2.875,3 ribu ha pada tahun Pada tahun 2003 luas perkebunan besar dan perkebunan

16 rakyat yang ditanami kelapa sawit masing-masing adalah 2.875,3 ribu ha dan 1.810,7 ribu ha. Dengan demikian, luas total perkebunan kelapa sawit di Indonesia pada tahun 2003 adalah ribu ha. Sementara menurut Hardianto (2003) menyatakan bahwa sejak tahun 1979 hingga tahun 1997 laju pertambahan areal kelapa sawit mencapai rata-rata 150 ribu hektar per tahun. Berdasarkan pernyataan diatas jika laju pertambahan areal kelapa sawit tetap bertahan 150 ribu ha dari tahun ke tahun, maka diduga luas areal kelapa sawit di Indonesia pada akhir tahun 2005 adalah ribu ha. BPS (2003) menyebutkan bahwa produksi minyak kelapa sawit pada tahun 2003 secara total mencapai 9.105,5 ribu ton. BBJ (2005) mancatat bahwa laju pertumbuhan produksi minyak kelapa sawit nasional selama tahun mencapai 8,2% pertahun. Berdasarkan data BPS (2003) dan data laju peningkatan produksi minyak kelapa sawit menurut BBJ (2005), maka dapat diduga produksi minyak kelapa sawit di Indonesia pada akhir tahun 2005 adalah ,8 ribu ton dengan asumsi laju pertambahan produksi minyak kelapa sawit tetap dari tahun ke tahun. Menurut perkiraan Gabungan Pengusaha Kelapa Sawit Indonesia (Gapki) Derom Bangun, pada tahun 2010 Indonesia akan menjadi produsen kelapa sawit nomor satu di dunia (Chandra 2005). Peningkatan luas areal perkebunan dan produksi miyak kelapa sawit ini berimplikasi pada peningkatan limbah padat yang dihasilkan, khususnya tandan kosong kelapa sawit. Irawadi (1990) menyebutkan bahwa rasio tandan buah segar (TBS) dengan minyak kelapa sawit yang dihasilkan adalah 1 : 5, sedangkan dari TBS tersebut dapat dihasilkan tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebanyak 27% dari jumlah TBS. Dari nilai TKKS tersebut dapat dikonversi kembali menjadi sekitar 70,4% tandan kosong basah dan 29,6% tandan kosong kering dari jumlah TKKS yang diperoleh. Untuk lebih jelasnya mengenai nilai input dan output pada pengolahan minyak kelapa sawit dapat dilihat pada Lampiran 9. Dari pernyataan diatas maka diduga potensi TKKS pada akhir tahun 2005 sebesar ,4 ton atau sebesar ,9 ribu ton tandan kosong basah dan 4.206,7 ribu ton tandan kosong kering. Ketersediaan limbah tandan kosong kelapa sawit pada periode tahun 1999 sampai 2003 disajikan pada Tabel 2.

17 Tabel 2 Ketersediaan limbah padat tandan kosong kelapa sawit Tahun Luas Areal Perkebunan Produksi Minyak Kelapa Sawit (ribu hektar) 1) (ribu ton) 1) Besar Rakyat Total Besar Rakyat Total TBS (ribu ton) 2) TKKS (ribu ton) 3) ,8 1038,3 3436,1 4454,5 1544,3 5998, ,0 8098, ,5 1190,2 3630,7 4574,5 1977,8 6552, ,5 8845, ,9 1566,0 4257,9 5016,4 2800,7 7817, , , ,1 1795,3 4581,4 5277,3 3134,3 8411, , , ,3 1810,7 4686,0 5456,7 3648,8 9105, , ,43 Keterangan : 1) BPS, ) dihitung berdasarkan rasio minyak kelapa sawit dan berat tandan buah segar (TBS) = 1:5 (Irawadi 1990) 3) dihitung berdasarkan 27 persen dari tandan buah segar (TBS) (Irawadi 1990) Papan Partikel Deskripsi Umum Papan Partikel Papan partikel adalah salah satu jenis produk komposit yang terbuat dari partikel-partikel kayu atau bahan-bahan berlignoselulosa lainnya yang diikat dengan perekat sintetis atau bahan pengikat lain kemudian dikempa panas (Maloney 1993). Berdasarkan kerapatannya, Maloney (1993) membagi papan partikel dalam tiga golongan yaitu: 1. Papan partikel berkerapatan rendah (low density particleboard) yaitu papan yang mempunyai kerapatan kurang dari 0,4 g/cm Papan partikel berkerapatan sedang (medium density particleboard) yaitu papan yang mempunyai kerapatan 0,4-0,8 g/cm Papan partikel berkerapatan tinggi (high density particleboard) yaitu papan yang mempunyai kerapatan lebih dari 0,8 g/cm 3. Haygreen & Bowyer (1986) menyatakan bahwa tipe-tipe papan partikel yang banyak digunakan memiliki perbedaan dalam ukuran dan geometri partikel, jumlah perekat yang digunakan, cara pembuatan dan kerapatan panel yang dihasilkan. Sifat-sifat dan kegunaan potensial papan berbeda dengan peubahpeubah ini. Tipe-tipe partikel yang digunakan untuk papan partikel adalah :

18 1. Shaving: partikel kayu kecil berdimensi tidak menentu yang dihasilkan apabila mengetam lebar atau sisi ketebalan kayu. Bervariasi dalam ketebalan dan sering tergulung. 2. Flake: partikel kecil dengan dimensi yang telah ditentukan sebelumnya yang dihasilkan dari peralatan khusus. Seragam ketebalannya, dengan orientasi serat sejajar permukannya. 3. Wafer: partikel seperti flake yang lebih besar. Biasanya lebih dari 0,025 inci tebalnya dan lebih dari 1 inci panjangnya dan ujungya meruncing. 4. Chip: sekeping kayu yang dipotong dari suatu balok dengan pisau atau pemukul, seperti mesin pembuat tatal kayu pulp. 5. Sawdust: dihasilkan dari limbah pemotongan kayu oleh gergaji. 6. Strand: shaving panjang, tetapi pipih dengan permukaan yang sejajar. 7. Sliver: potongan kayu melintang persegi dengan panjang paling sedikit empat kali ketebalannya. 8. Wood wool (ekselsior): sliver yang panjang, berombak, ramping. Sifat-sifat Papan Partikel Kualitas papan partikel merupakan fungsi dari beberapa faktor yang berinteraksi dalam proses pembuatan papan partikel tersebut. Sifat fisis dan mekanis papan partikel seperti kerapatan, modulus patah, modulus elastis dan keteguhan rekat internal serta pengembangan tebal merupakan parameter yang cukup baik untuk menduga kualitas papan partikel yang dihasilkan (Haygreen & Bowyer 1986). a. Kerapatan Kerapatan adalah nilai perbandingan antara massa dengan volume papan partikel. Maloney (1993) mengemukakan bahwa kerapatan merupakan faktor penting dalam menentukan jenis bahan yang akan digunakan dalam pembuatan produk papan komposit, dimana sifat ini sangat berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanis papan lainnya. Makin tinggi kerapatan papan partikel yang dibuat semakin besar tekanan yang digunakan pada saat pengempaan (Widarmana 1977).

19 b. Kadar Air Kadar air papan partikel merupakan jumlah air yang masih tertinggal di dalam rongga sel, rongga intraselular dan antar partikel selama proses pengerasan perekat dengan kempa panas. Kadar air ini ditentukan oleh kadar air sebelum kempa panas, jumlah air yang terkandung pada perekat serta kelembaban udara sekeliling karena adanya lignoselulosa yang bersifat higroskopis. Kadar air papan partikel akan semakin rendah dengan meningkatnya kadar perekat yang digunakan, karena kontak antara partikel semakin rapat sehingga air akan sulit untuk masuk diantara partikel kayu (Widarmana 1977). c. Pengembangan Tebal Salah satu kelemahan papan partikel adalah besarnya tingkat pengembangan dimensi tebal. Halligan (1970), diacu dalam Mulyadi (2001) menyatakan bahwa faktor terpenting yang mempengaruhi pengembangan tebal papan partikel adalah kerapatan kayu pembentuknya. Papan partikel yang dibuat dari kayu dengan kerapatan rendah akan mengalami pengempaan yang lebih besar pada saat pembentukan sehingga bila direndam dalam air akan terjadi pembebasan tekanan yang lebih besar yang mengakibatkan pengembangan tebal menjadi lebih tinggi. d. Daya Serap Air Djalal (1984) menyatakan bahwa disamping desorpsi bahan baku dan ketahanan perekat terhadap air, faktor yang mempengaruhi papan partikel terhadap penyerapan air adalah (1) volume ruang kosong yang dapat menampung air diantara papan partikel, (2) adanya saluran kapiler yang menghubungkan ruang satu dengan ruang kosong yang lain, (3) luas permukaan partikel yang tidak dapat ditutupi oleh perekat, (4) dalamnya penetrasi perekat terhadap partikel. e. Modulus Patah dan Modulus Elastisitas Sifat yang dimaksud adalah tingkat keteguhan papan partikel dalam menerima beban tegak lurus terhadap permukaan papan partikel. Semakin tinggi kerapatan papan partikel penyusunnya maka akan semakin tinggi sifat keteguhan dari papan partikel yang dihasilkan (Haygreen & Bowyer 1986).

20 f. Keteguhan Rekat Internal Keteguhan rekat internal adalah suatu ukuran ikatan antar partikel dalam lembaran papan partikel. Sifat keteguhan rekat internal akan semakin sempurna dengan bertambahnya jumlah perekat yang digunakan dalam proses pembuatan papan partikel (Haygreen & Bowyer 1986). g. Kuat Pegang Sekrup Haygreen & Bowyer (1986) mengemukakan bahwa untuk papan partikel struktural yang memerlukan pemakuan, kekuatan memegang paku juga perlu diketahui. Sedangkan kekuatan memegang sekrup perlu diketahui untuk papan partikel sebagai bahan baku industri meubel. Pada dasarnya sifat papan partikel ini dipengaruhi oleh bahan baku kayu pembentuknya, jenis perekat dan formulasi yang digunakan, serta proses pembuatan papan partikel tersebut mulai dari persiapan bahan baku kayu, pembentukan partikel, pengeringan partikel, pencampuran perekat dengan partikel, proses kempa dan finishingnya. Sifat kayu tersebut antara lain jenis dan kerapatan kayu; bentuk dari ukuran bahan baku kayu; penggunaan kulit kayu; tipe, ukuran, dan geometri partikel kayu; kadar air; dan kandungan ekstraktif (Hadi et al. 1994). Menurut Japan Industrial Standards (2003) sifat fisis dan mekanis papan partikel harus memenuhi persyaratan, seperti terlihat pada Tabel 3. Tabel 3 Sifat fisis dan mekanis papan partikel menurut standar JIS A Sifat Papan Partikel Kerapatan (g/cm 3 ) 0,40-0,90 Kadar Air (%) 5-13 Pengembangan tebal (%) Maks 12 MOR (N/mm 2 ) Tipe 8 Tipe 13 Tipe 18 MOE (N/mm 2 ) Tipe 8 Tipe 13 Tipe 18 Daya Pegang Sekrup (N) Tipe 8 Tipe 13 Tipe 18 Keteguhan Rekat Internal (N/mm 2 ) Tipe 8 Tipe 13 Tipe 18 Persyaratan Nilai Min Min Min Min 1,5 2,0 3,0

21 Keterangan : *Tipe 8 adalah base particleboard atau decorative particleboard dengan kuat lentur minimal 8,0 N/mm 2 (82 kg/cm 2 ). *Tipe 13 adalah base particleboard atau decorative particleboard dengan kuat lentur minimal 13,0 N/mm 2 (133 kg/cm 2 ). *Tipe 18 adalah base particleboard atau decorative particleboard dengan kuat lentur minimal 18,0 N/mm 2 (184 kg/cm 2 ). Papan Partikel TKKS Kualitas papan partikel tandan kosong kelapa sawit hasil penelitian Setiawan (2004) terbaik dihasilkan pada penggunaan kadar perekat 22% dengan rasio molar F/P 2,1 dengan ciri-ciri sebagai berikut : kerapatan 0,604 g/cm 3, kadar air 11,44 %, daya serap air 73,15 %, pengembangan tebal 6,69 %, MOR 47,17 kg/cm 2, MOE 5338,09 kg/cm 2, keteguhan rekat internal 0,33 kg/cm 2 dan kuat pegang sekrup 2,6 kg. Berkaitan dengan kualitas papan partikel yang dihasilkan Setiawan (2004) menyatakan bahwa perlakuan pemberian kadar perekat (glue spread) pada pembuatan papan partikel TKKS berpengaruh terhadap sifat kadar air, pengembangan tebal, MOR, MOE, keteguhan rekat internal dan kuat pegang sekrup papan partikel. Dari pernyataan diatas dapat dikatakan bahwa semakin banyak kadar perekat yang diberikan akan meningkatkan sifat kadar air, pengembangan tebal, MOR, MOE, keteguhan rekat internal dan kuat pegang sekrup papan partikel. Papan partikel dibuat dengan menggunakan serbuk berukuran mesh, akan tetapi kualitas fisis dan mekanis papan partikel tidak memenuhi standar JIS. Dari pernyataan tersebut dapat dikatakan bahwa ukuran geometri partikel mempengaruhi kualitas papan partikel TKKS, baik sifat fisis maupun sifat mekanis. Tingginya kandungan zat ekstraktif pada partikel tandan kosong kelapa sawit sangat mempengaruhi kualitas papan partikel TKKS. Setiawan (2004) mengemukakan kadar zat ekstraktif yang cukup tinggi pada partikel TKKS mempengaruhi kualitas papan, khususnya sifat fisis. Berdasarkan pernyataan diatas bahwa perlakuan pendahuluan pada partikel TKKS baik dengan perlakuan dingin maupun panas, akan memberikan pengaruh terhadap terhadap papan partikel TKKS yang dihasilkan. Sedangkan menurut Saputra (2004) perendaman partikel dalam air panas dengan suhu 70±3º C selama 2 jam sudah cukup untuk

22 perlakuan pendahuluan terhadap partikel TKKS sebagai bahan baku papan partikel. Emisi Formaldehida Emisi formaldehida adalah peristiwa pengeluaran atau pemancaran gas formaldehida yang berasal dari perekat yang digunakan dalam pembuatan suatu produk dimana perekat itu mengandung formaldehida dalam komposisinya (Rinawati 2002). Formaldehida adalah suatu bahan kimia yang paling mudah ditemukan dan bernilai komersial yang termasuk dalam golongan senyawa aliphatic aldehyde. Formaldehida dengan rumus kimia CH 2 O, mempunyai berat molekul sebesar 30,03 dengan titik didih dan titik lebur sebesar -19ºC dan -118ºC yang berbentuk gas pada suhu kamar. Dalam kondisi lembab membentuk fluida yang stabil (Roffael 1993) Formaldehida bebas adalah kelebihan formaldehida yang tidak bereaksi dalam pembentukan polimer perekat, formaldehida terikat pada polimer perekat setelah beberapa waktu dapat terbebas dan menyebabkan emisi formaldehida. Emisi formaldehida dapat menimbulkan pencemaran lingkungan berupa gangguan kesehatan terhadap manusia. Roffael (1993) menyatakan bahwa nilai emisi formaldehida tergantung pada faktor eksternal seperti kelembaban, temperatur dan pertukaran udara dalam ruang serta faktor internal seperti jenis kayu, komposisi perekat yang digunakan dan kondisi pembuatan. Syarat mutu emisi formaldehida untuk papan partikel yang ditetapkan oleh JIS A seperti tercantum dalam Tabel 4. Tabel 4 Standar mutu emisi formaldehida menurut JIS A Nilai Emisi Formaldehida Klasifikasi Rata-rata Maksimum Keterangan (mg/l) (mg/l) F Kelas emisi terendah dan terbaik F Kelas emisi tengah F Kelas emisi terbesar = Simbol tingkatan emisi formaldehida Setiawan (2004) menyatakan bahwa emisi formaldehida papan partikel TKKS yang menggunakan perekat likuida TKKS pada tingkat glue spread 22 %

23 dan molar rasio 0,8 adalah 6,26 ppm. Sedangkan pada tingkat glue spread yang sama dengan molar rasio 2,1 adalah 15,35 ppm. Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar molar rasio F/P dalam perekat maka emisi formaldehida yang dihasilkan juga semakin besar. Nilai molar rasio F/P menunjukkan perbandingan molar antara formalin terhadap phenol. Semakin besar nilai molar rasio F/P maka formalin yang digunakan juga semakin banyak sehingga menyebabkan emisi formaldehidanya juga semakin besar. Nilai emisi formaldehida yang dihasilkan perekat pada papan partikel masih terlalu besar. Sementara itu Masri (2005) menyatakan bahwa perekat Likuida TKKS memiliki kandungan formaldehida bebas berkisar antara 0,0999-0,3003% dengan nilai rataan sebesar 0,1818%. Banyaknya formaldehida yang tidak terikat ini mungkin lebih besar dari pada formaldehida bebas yang terukur, karena terdapat kemungkinan terlepasnya senyawa formaldehida tunggal ke udara. Peningkatan rasio molar F/P pada perekat LK likuida tersebut berpengaruh terhadap peningkatan formaldehida bebas perekat. Hal ini disebabkan formaldehida bebas hanya tergantung pada jumlah formalin yang digunakan dalam pembuatan perekat dan tidak dipengaruhi oleh komponen lainnya. Semakin besar rasio molar F/P maka semakin banyak jumlah formalin yang ditambahkan dan semakin besar pula kemungkinan terdapatnya formaldehida bebas. Rasio molar F/P 0,5 pada perekat likuida TKKS adalah paling optimum karena berpotensi paling rendah menghasilkan emisi formaldehida.

24 METODE PENELITIAN Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam pembuatan papan partikel adalah perekat likuida tandan kosong kelapa sawit (TKKS) yang dihasilkan menurut prosedur terbaik Masri (2005). Selain itu juga digunakan serbuk TKKS yang tertahan di saringan berukuran mesh yang diperoleh dari limbah pengolahan kelapa sawit di Pabrik Kelapa Sawit (PKS) Kertajaya Banten. Untuk pengujian emisi formaldehida digunakan bahan larutan contoh uji papan partikel TKKS, asetil aseton, amonium asetat; iodin 0,05 M, NaOH 1 M, asam sulfat 1 M, kalium bikromat, kalium iodida 10%, dan natrium tiosulfat. Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi 3 bagian yaitu peralatan persiapan partikel, peralatan pembuatan papan partikel, dan peralatan pengujian. Peralatan persiapan partikel terdiri dari golok, ember plastik, oven, Disc mill, Willey mill, dan saringan mesh. Peralatan pembuatan papan partikel terdiri dari bak pencampur partikel dan perekat (blender), penyemprot perekat (compressor), spray gun, plat aluminium, aluminium foil, pengempa panas, kipas angin, timbangan elektrik, dan beaker glass. Peralatan pengujian terdiri dari alat tulis-menulis, penggaris, jangka sorong, mikrometer, gergaji, oven, desikator, timbangan elektrik, dan Universal Testing Machine merek Instron. Untuk pengujian emisi formaldehida digunakan peralatan terdiri dari gelas piala, tabung reaksi, gelas ukur, labu Erlenmeyer, labu ukur, pipet volumetrik, pipet Mohr, neraca analitik, oven, vortex, desikator 9-10L, botol plastik, dan spektrofotometer. Rancangan Percobaan dan Rencana Analisis Data Besarnya pengaruh perlakuan terhadap sifat fisis mekanis (respon) yaitu kadar air, kerapatan, pengembangan tebal, MOR, MOE, Internal Bond, dan kuat pegang sekrup, diketahui dengan menganalisis data hasil pengukuran menggunakan analisis satu faktor dalam Rancangan Acak Lengkap. Perlakuan yang diberikan pada pembuatan papan partikel adalah kadar perekat (glue spread) terdiri dari tiga taraf (level) perlakuan yaitu 15%, 18%, dan 22% dari berat kering

25 oven partikel. Masing-masing perlakuan terdiri dari tiga ulangan sehingga jumlah papan yang dibuat adalah 9 buah. Model statistika rancangan percobaan yang digunakan adalah sebagai berikut : Y ij = µ + ôi + ε ij dimana : Y ij = nilai pengamatan pada perlakuan glue spread ke-i dan ulangan ke-j i = 1,2,3 j = 1,2,3 µ = nilai rata-rata umum ô i ε ij = pengaruh akibat perlakuan glue spread = kesalahan percobaan pada perlakuan glue spread ke-i dan ulangan ke-j Untuk mengetahui adanya pengaruh perlakuan kadar perekat (glue spread) terhadap sifat fisis-mekanis papan partikel yang dihasilkan dilakukan analisis keragaman (ANOVA), selanjutnya dilakukan pengujian hipotesis menggunakan uji F, dengan membandingkan F-hitung yang diperoleh dengan F-tabel pada tingkat kepercayaan 95% dan 99% dengan kaidah keputusan : ϖ Apabila F-hitung < F-tabel, maka perlakuan tidak memberi pengaruh nyata atau sangat nyata pada selang kepercayaan 95% atau 99%. ϖ Apabila F-hitung > F-tabel, maka perlakuan memberikan pengaruh nyata atau sangat nyata pada selang kepercayaan 95% atau 99%. Uji lanjut Tukey dilakukan apabila perlakuan tersebut berpengaruh nyata atau sangat nyata untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan. Selanjutnya untuk mengetahui kualitas papan partikel terbaik, sifat-sifat papan partikel yang dihasilkan dibandingkan dengan standar JIS A Prosedur Penelitian Persiapan Perekat Likuida Perekat likuida TKKS dipersiapkan melalui prosedur terbaik dari penelitian Masri (2005) dengan tahapan sebagai berikut: Perekat likuida dibuat dengan menggunakan serbuk TKKS berukuran mesh dengan KA ±5 %. Terhadap

26 serbuk ini ditambahkan phenol sebanyak lima kali berat serbuk dan H 2 SO 4 98 % sebanyak 5 % dari berat phenol. Campurkan ketiga bahan ini dan dipanaskan dengan pemanas elektrik pada suhu 100ºC sampai larutan homogen. Larutan yang sudah homogen didinginkan, kemudian ditambahkan NaOH 40% sampai ph 8. Setelah itu ditambahkan formalin dengan perbandingan molar F/P 0,5 dan perekat siap digunakan untuk pembuatan papan partikel. Persiapan Partikel TKKS dicacah secara manual dengan menggunakan golok untuk dihancurkan hingga berbentuk partikel kasar. Partikel diberi perlakuan dengan perendaman di dalam air selama 12 jam, lalu dilakukan pencucian untuk menghilangkan kotoran yang tidak diinginkan. Setelah itu partikel dijemur dalam ruangan terbuka, dan kemudian digiling menjadi partikel-partikel yang diinginkan dengan menggunakan Disc mill dan dilanjutkan dengan Willey mill. Partikel yang sudah terbentuk disaring dengan saringan ukuran mesh artinya partikel yang digunakan adalah partikel yang lolos pengayak 20 mesh dan tertahan pada saringan 40 mesh. Partikel dikeringkan dalam oven sampai kadar airnya ± 5%. Pembuatan Papan Partikel Papan partikel dibuat berukuran 30cm x 30cm x1cm dengan kerapatan sasaran 0,60 g/cm 3, melalui tahapan kegiatan sebagai berikut : a. Pencampuran perekat dan serbuk: partikel TKKS dan perekat dicampur dalam blender drum pencampur. Perekat disemprotkan ke dalam blender dengan menggunakan spray gun. b. Pembentukan lembaran (mat forming): pembentukan lembaran dilakukan dengan menghamparkan partikel yang sudah dicampur dengan perekat pada cetakan. c. Pengempaan: sesudah lembaran terbentuk kemudian masukkan ke dalam mesin kempa dan dilakukan pengempaan pada suhu 160 o C selama 10 menit dengan tekanan sebesar 20 kgf/cm 2. d. Pengkondisian: setelah pengempaan, keluarkan papan dan biarkan di dalam ruangan sampai papan menjadi dingin dengan sendirinya. Setelah itu papan ditumpuk menggunakan sticker. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan tegangan-tegangan dalam papan sesudah pengempaan dan memberikan

27 waktu tambahan untuk pengerasan perekat. Waktu pengkondisian adalah selama 7 hari. Pengujian Papan Partikel a. Penyiapan Contoh Uji Lembaran-lembaran papan partikel TKKS yang telah mendapatkan perlakuan pengkondisian, siap untuk dipotong-potong menjadi contoh-contoh uji sifat fisis-mekanis. Pengambilan contoh uji untuk pengujian dipotong menurut ukuran yang mengacu pada standar JIS A cm d a b c 30 cm e Gambar 1 Pola pemotongan contoh uji. Keterangan : a. Contoh uji kerapatan dan kadar air berukuran 10 cm x 10 cm. b. Contoh uji pengembangan tebal dan daya serap air berukuran 5 cm x 5 cm. c. Contoh uji kuat pegang sekrup berukuran 5 cm x 10 cm d. Contoh uji kekakuan dan keteguhan patah berukuran 5 cm x 20 cm. e. Contoh uji keteguhan rekat internal berukuran 5 cm x 5 cm. b. Pengujian Sifat Fisis 1. Kerapatan Contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm, dalam keadaan kering udara, ditimbang beratnya. Diukur rata-rata dimensi panjang, lebar dan tebalnya untuk menentukan volume contoh uji.

28 Kerapatan papan dihitung dengan rumus : 2. Kadar air Kerapatan (g/cm 3 Berat( g) ) = 3 Volume( cm ) Contoh uji yang digunakan adalah contoh uji kerapatan berukuran 10 cm x 10 cm ditimbang untuk menentukan berat awal (BA), kemudian di oven pada suhu 103±2 0 C sampai beratnya konstan (BKO). Nilai kadar air dihitung menggunakan rumus : Keterangan : Kadar air (%) = BA BKO BKO x 100 BA = berat awal/kering udara (g) BKO = berat kering oven (g) 3. Pengembangan tebal Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm diukur tebalnya (pada kondisi kering udara) pada keempat sudut papan kemudian dirata-ratakan (D 1 ). Selanjutnya contoh uji direndam dalam air dingin dimana seluruh permukaan papan terendam air selama 24 jam. Setelah 24 jam dilakukan pengukuran tebal papan pada keempat sisi yang sama dan dirata-ratakan (D 2 ). Nilai pengembangan tebal dihitung menggunakan rumus : D2 D1 Pengembangan (%) = x 100 D Keterangan : D 1 = tebal sebelum direndam (cm) D 2 = tebal setelah direndam (cm) 4. Daya serap air Pengujian daya serap air dilakukan bersamaan dengan pengujian pengembangan tebal papan. Contoh uji ditimbang sebelum (B 1 ) dan sesudah perendaman (B 2 ). Nilai daya serap air dapat dihitung dengan rumus : B2 B1 Daya serap air (%) = x 100 B 1 1

29 Keterangan : B 1 = berat sebelum direndam (g) B 2 = berat setelah direndam (g) c. Pengujian Sifat Mekanis 1. Keteguhan elastisitas (Modulus of Elasticity/MOE) Pengujian dilakukan dengan menggunakan mesin Universal Testing Machine (UTM) merk Instron. Beban diletakkan pada permukaan contoh uji yang berukuran 5 cm x 20 cm pada kondisi kering udara dengan kecepatan pembebanan sebesar 10 mm/menit. Kemudian ukur besarnya beban yang mampu ditahan oleh contoh uji tersebut sampai batas proporsi. Nilai MOE dihitung dengan rumus : 3 PL MOE = 3 4 ybh Keterangan : MOE = modulus elastisitas (kg/cm 2 ) ÄP = perubahan beban yang digunakan (kg) L = panjang bentangan contoh uji (cm) Äy = perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm) b = lebar contoh uji (cm) h = tebal contoh uji (cm) P S S h 2,5 cm 2,5 cm G G L 2 =7,5 L 1 =7,5 Gambar 2 Pengujian MOE dan MOR.

30 Keterangan : P = posisi dan arah pembebanan S = contoh uji h = tebal contoh uji (cm) G = penyangga contoh uji L = panjang bentangan contoh uji (cm) L 1, L 2 = panjang bentangan dari titik sangga ke titik pembebanan (cm) 2. Keteguhan patah (Modulus of Rupture/MOR) Pengujian dilakukan bersamaan dengan pengujian kekakuan. Nilai MOR dihitung menggunakan rumus : 3PL MOR = 3 2bh Keterangan : MOR = modulus patah ( kg/cm 2 ) P = berat beban sampai patah ( kg ) L = panjang bentang ( cm ) b = lebar contoh uji ( cm ) h = tebal contoh uji ( cm ) 3. Keteguhan rekat internal (Internal Bond/IB) Contoh uji berukuran 5 cm x 5 cm direkatkan pada dua buah blok besi seperti pada gambar dengan menggunakan perekat epoxy dan dibiarkan mengering selama 24 jam. Kedua blok besi ditarik lurus permukaan contoh uji sampai beban maksimum. Nilai keteguhan rekat internal dihitung menggunakan rumus : P IB = A Keterangan : IB = keteguhan rekat internal (kg/cm 2 ) P = beban maksimum (kg) A = luas permukaan contoh uji (cm 2 )

31 D B S B D Gambar 3 Pengujian keteguhan rekat internal (Internal Bond). Keterangan : B = Blok kayu S = Contoh uji D = Beban tarik 4. Kuat pegang sekrup Pengujian kuat pegang sekrup tegak lurus permukaan adalah sebagai berikut : Contoh uji dipasang sekrup berdiameter 3,1 mm hingga kedalaman 8 mm. Kemudian contoh uji diapit kanan kiri. Sekrup kemudian ditarik ke atas hingga beban maksimum atau sampai sekrup tercabut/lepas. Kuat pegang sekrup dinyatakan oleh besarnya beban maksimum yang dicapai dalam satuan kilogram (kg). 10 cm 5 cm Posisi sekrup Gambar 4 Pengujian kuat pegang sekrup.

32 d. Pengujian Emisi Formaldehida Cara pengujian emisi formaldehida pada contoh uji (papan partikel) dilakukan dengan menggunakan metode WKI modifikasi. Adapun prosedur pengujian emisi formaldehida adalah sebagai berikut : 1. Pengkondisian contoh uji Dipersiapkan contoh uji berukuran (2,5 cm x 2,5 cm x tebal) sebanyak 9 buah (masing-masing kadar perekat 3 sampel), dimana kadar airnya telah diketahui. Setelah itu, botol plastik 500 ml diisi dengan air destilata 50 ml. Lalu contoh uji diikat dengan karet atau tali dan digantung dalam botol plastik. Kemudian botol tersebut dimasukkan dalam oven dengan suhu 40ºC selama 24 jam. Setelah itu, botol plastik diambil dan dimasukkan dalam wadah yang berisi air es untuk menghilangkan panas Kemudian pindahkan larutan sampel ke dalam wadah yang lebih kecil. 2. Pembuatan deret standar Pembuatan deret standar dilakukan dengan memipet larutan sampel ke dalam labu ukur 50 ml sebanyak 6 buah dimana masing-masing dengan jumlah larutan 0, 2, 5, 10, 15, dan 20 ml. Setelah itu, larutan tersebut ditambahkan aquades hingga mencapai batas titrasi (50 ml). Dari tiap labu di ambil 25 ml dan dimasukkan ke dalam botol kaca, lalu ditambahkan 25 ml larutan asetil aseton amonium asetat pada masing-masing botol. Kemudian dipanaskan dalam waterbath dengan suhu 65±5 0 C selama 10 menit, lalu didinginkan mencapai suhu kamar. 3. Pengukuran emisi formaldehida Pengukuran absorbansi larutan dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 415 nm. Konsentrasi formaldehida dapat dihitung dengan

33 cara membaca absorban pada kurva kalibrasi yang telah dibuat sebelumnya. 4. Perhitungan Kadar emisi formaldehidaa contoh uji dihitung dengan rumus : Y = a + bx dimana : Y = absorbansi (daya serap) contoh X = konsentrasi contoh (mg/l) b = persamaan regresi a = intersep Pengujian emisi ini dilakukan secara triplo, hasil yang didapat merupakan rata-rata dari masing-masing pengukuran.

34 HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat Fisis Papan Partikel Tandan Kosong Kelapa Sawit Kerapatan Nilai kerapatan papan partikel TKKS yang dibuat berkisar antara 0,66-0,73 g/cm 3. Kerapatan terendah terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat 15% sedangkan kerapatan papan tertinggi terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat 22%. Kerapatan rata-rata seluruh papan partikel yang dibuat adalah 0,69 g/cm 3. Nilai rata-rata papan partikel TKKS pada berbagai kadar perekat disajikan pada Gambar 5. Kerapatan (g/cm 3 ) Kadar Perekat (%) Gambar 5 Histogram hubungan kerapatan (g/cm 3 ) dengan kadar perekat (%). Kerapatan papan partikel yang terbentuk telah memenuhi bahkan lebih tinggi dari target kerapatan yang diinginkan yaitu sebesar 0,60 g/cm 3. Hal ini diduga disebabkan oleh semakin kecilnya volume yang dihasilkan pada papan dengan berat yang tetap dan tebal papan yang bervariasi antara 0,91-0,97 cm sehingga kerapatannya menjadi lebih besar. Hal ini diduga diakibatkan oleh kondisi plat besi yang dipakai sebagai patokan ketebalan papan yang diinginkan pada saat pengempaan tidak tahan terhadap panas sehingga mengalami pemuaian/pengembangan ke arah horisontal. Kondisi ini menyebabkan semakin kecilnya ketebalan plat besi dalam jangka waktu tertentu sehingga perlu dilakukan penggantian secara periodik. Selain itu, tingginya nilai kerapatan papan diduga karena perekat LK TKKS yang digunakan memiliki solid content (60,64%) lebih

35 tinggi dan jumlah spilasi perekat yang ditambahkan pada spray gun terlalu banyak menyebabkan jumlah perekat yang digunakan pada pembuatan papan lebih banyak sehingga berat perekat yang bercampur dengan partikel semakin meningkat. Sutigno (1994) menyatakan bahwa jumlah dan keadaan bahan pada hamparan bersama-sama dengan teknik pengempaan mempengaruhi kerapatan papan partikel. Kerapatan papan partikel TKKS yang dihasilkan pada berbagai kadar perekat telah memenuhi standar JIS A yang mensyaratkan kerapatan papan partikel sebesar 0,40-0,90 g/cm 3. Kerapatan papan partikel yang dihasilkan termasuk berkerapatan sedang karena kerapatan yang dihasilkan berada pada kisaran 0,40-0,90 g/cm 3. Hasil analisis sidik ragam pada selang kepercayaan 95% menunjukkan bahwa kadar perekat tidak berpengaruh nyata terhadap kerapatan papan partikel. Hal ini berarti pada berbagai kadar perekat yang digunakan memberikan nilai kerapatan papan partikel yang sama. Tabel 5 Analisis sidik ragam kerapatan papan partikel Sumber Keragaman Perlakuan Sisaan Total Derajat Bebas (db) Jumlah Kuadrat (JK) 0,002 0,002 0,004 Kuadrat Tengah (KT) 0,001 0,000 F-Hitung F-Tabel 3,743 5,1433 Kadar Air Kadar air papan partikel TKKS yang dihasilkan berkisar antara 9,05-10,24%. Nilai terendah 9,05% terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat 22% dan nilai tertinggi 10,24% terdapat pada papan partikel dengan kadar perekat 18%. Nilai rata-rata kadar air papan partikel pada tiap kadar perekat yang dibuat terendah adalah 9,31%, yaitu pada kadar perekat 22% dan tertinggi adalah sebesar 9,58%, yaitu pada kadar perekat 15%. Secara keseluruhan nilai rata-rata kadar air papan partikel TKKS hasil penelitian adalah 9,45%. Kadar air papan partikel TKKS yang dihasilkan memenuhi standar JIS A yang mensyaratkan 5-13%. Setiawan (2004) yang membuat papan partikel TKKS dengan rasio molar F/P 2,1 mengemukakan bahwa nilai kadar air

36 dari papan partikel TKKS adalah 11,75%. Dengan demikian kadar air papan partikel TKKS ini lebih rendah dibandingkan dengan kadar air papan partikel TKKS hasil penelitian Setiawan (2004) atau dengan kata lain bahwa dilihat dari sifat kadar air, kualitas papan partikel TKKS hasil penelitian ini lebih baik dibandingkan penelitian terdahulu. Hal ini terjadi karena pada pembuatan partikel TKKS diberi perlakuan perendaman dingin pada partikel yang menyebabkan sebagian zat ekstraktif TKKS terlarut dan setelah itu dilakukan pengeringan dengan penjemuran dan pengovenan partikel untuk memudahkan dalam penggilingan. Selain itu, pada proses pengempaan zat air yang terkandung dalam perekat keluar ke arah samping papan akibat adanya penekanan dan pengempaan panas. Hadi (1991) menyatakan bahwa perlakuan pendahuluan berupa perendaman dingin maupun panas pada partikel kayu karet menurunkan kadar air papan partikelnya. Nilai kadar air rata-rata papan partikel pada berbagai kadar perekat disajikan pada Gambar Kadar Air (%) Kadar Perekat (%) Gambar 6 Histogram hubungan kadar air (%) dengan kadar perekat (%). Hasil analisis sidik ragam pada selang kepercayaan 95% menunjukkan bahwa kadar perekat tidak berpengaruh nyata terhadap kadar air papan partikel. Hal ini berarti bahwa pada berbagai taraf kadar perekat yang digunakan memberikan nilai kadar air yang sama. Berdasarkan data pada Gambar 6 bahwa secara umum kadar air papan partikel menurun dengan meningkatnya jumlah perekat yang diberikan pada saat pembuatan papan. Hal ini disebabkan karena kontak antara partikel semakin rapat